大学计算机基础 二、信息的表示与存储

2.4 非数值数据的表示与存储 主要内容 1.字符编码 2.汉字编码 3.多媒体信息表示

1.字符编码（ASCII码） (American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，用7位二进制编码，最高位为0，从0到127 控制字符34个：0～32，127； 普通字符：94个。 例如：“a”字符的编码为110 0001，61H,对应的十进制数是97； 空格 20H 　 32 ‘0’～‘9’ 30H～39H 48～57 ‘A’～‘Z’ 41H～5AH 65～90 ‘a’～‘z’ 61H～7AH 97～122 如同学校用学号唯一表示每个学生，学校的招生规模决定了学号的位数。

如同学校用学号唯一表示每个学生，学校的招生规模决定了学号的位数。

2.汉字编码 每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址 拼音 五笔等 汉字在机器内部的表示形式，是内部存储，处理，传输汉字的代码，两个字节表示一个汉字。 为了区分西文字符的机内码，每个字节的最高位设为1. GB2312-1980标准汉字字符集，规定在不同的汉字系统中进行汉字交换时使用的编码，简称国标码，两个字节。

(1) 汉字输入码 ① 数字编码： 用4位数字代表一个汉字，如国标区位码、电报码等。 GB2312标准将6763个汉字和700多个符号分成94个区，每个区存放94个汉字和符号。无重码，但是记忆困难。 如：大 2083 工 2504 十进制 ② 拼音编码： 以汉语拼音为基础的输入法，常用有智能ABC、微软拼音、紫光、全拼、搜狗等。（简单易学，重码，拼音为基础） ③ 字形编码： 以汉字的形状确定的编码，如五笔字型、表形输入法。（无重码，快，专业人员）

（2）汉字国标码 为了在计算机中使用汉字，1981年，国家标准局公布了GB2312-80标准汉字字符集，规定了在不同的汉字系统中进行汉字交换时使用的编码，简称国标码。 汉字国标码(GB2312－80）也称汉字交换码, 共收录7445个汉字符号。能表示6763个常用汉字和一些符号。 每个汉字用两个字节、以16进制表示。 汉字分成94个区,每个区存放94个汉字或符号。由区号和位号构成区位码。区位码加上32就构成国标码。 计算机是如何区分字符与汉字的编码呢？

汉字机内码是汉字在机器内部的表示形式，是计算机内部存储、处理、传输汉字的代码。 （3）汉字机内码 汉字机内码是汉字在机器内部的表示形式，是计算机内部存储、处理、传输汉字的代码。 为区别ASCII码,机内码采用将汉字国标码的每个字节的最高位设为1，形成了在计算机内部用来进行汉字存储、运算的编码。 以汉字“大”为例，国标码为34 73H， 二进制： 0011 0100 0111 0011 国标码 二进制： 1011 0100 1111 0011 机内码 B 4 F 3 34 73H＋80 80H＝B4 F3H，得到机内码为B4F3H 国标码转换为机内码：国标码+8080H=机内码

汉字 区位码 国标码 汉字机内码 大 2083 3473(00110100 01110011)B (10110100 11110011)B 工 2504 1904(00011001 00000100)B (10011001 10000100)B 计算机处理字符数据时，当遇到最高位为1的字节，便将该字节连同其后续最高位为1的另一个字节看做一个汉字；当遇到最高位为0时，则可看做一个ASCII码西文字符，这样就实现了汉字、西文字符的共存和区分。

（4）汉字字形码 汉字的字形码通常有两种表示方式，即点阵和矢量表示方式。 用点阵表示字形时，字形码指的是这个汉字字形点阵的代码。

点阵表示：用点阵表示的码，是汉字的输出形式。它把汉字排成点阵 常用16×16、24×24、32×32、48×48或更高二进制位来存储。 一个16*16点阵的汉字字形占用32个字节，24*24要占用72个字节。 编码、存储方式简单、无需转换直接输出 这类点阵字库汉字最大的缺点是不能放大，一旦放大后就会发现文字边缘的锯齿。 ASCII码的字母存储的也是字母的图片，编码与点阵图片一一对应，需要时调用这个图片，就可以显示对应的字符。

矢量表示：该方式存储的是描述汉字字形的轮廓特征。 矢量方式与点阵相反，矢量字库保存的是对每一个汉字的描述信息，比如一个笔划的起始、终止坐标，半径、弧度等等。需要时，通过计算机的计算，由汉字字形描述程序生成所需大小和形状的汉字点阵。 矢量表示方式可以得到高质量的汉字输出，与最终文字显示的大小和分辨率无关。放大后，不会变形。 Unicode 国际标准编码标准：为了规范编码，采用双字节编码统一表示世界上的主要文字。

键盘输入与屏幕显示

3.多媒体信息表示 多媒体信息是指以文字、声音、图形、图像为载体的信息。计算机除了能够处理、存储数值和文字，还能处理大量多媒体信息。这些多媒体信息虽然表示形式不同，进入到计算机中也要转换为二进制形式表示。

3.多媒体信息表示 （1）音频信息 为了要使计算机能够处理音频信息，便于存储和操作，必须首先要将声音的模拟信号转换为数字信号。按照固定的时间间隔对声波的振幅进行采样，记录所得到的值序列，并转化为二进制序列，得到声波的数字化表示。 常见的几种声音文件格式 扩展名 特点 WAV 记录真实声音，对存储空间需求太大,不便于交流和传播，是Windows系统使用的标准数字音频波形文件 MIDI 比波形文件小，节省空间，但缺乏重现真实自然声音的能力，常用来存放背景音乐 WMA 与MP3格式类似的一种新的音频格式，压缩比和音质方面都超过了MP3，适合网络实时低速率传输 Mp3、Mp4 数字音频编码和有损压缩格式，压缩比高，基本不失真

3.多媒体信息表示 （2）视频信息 视频信号数字化的原理与音频信息数字化相似，以一定的频率对单帧视频信号进行采样、量化、编码等，实现模数转换、彩色空间变换和编码压缩等。

常见的视频文件和流媒体文件格式 扩展名 特点 AVI 采用有损压缩，压缩比高，解决了音频与视频信息的同步问题，已成为Windows视频文件的标准，用于保存电影、电视信息 MPG 按照MPEG标准压缩的全视频文件 WMV 独立于编码方式的标准，可以直接在网上实时观看视频，属于网络流媒体，播放器是Media Player 。 rm 压缩比高，文件小、适合网络传输，属于流媒体文件格式，文件的播放器是RealPlayer ASF 可以直接在网上观看的视频文件格式，压缩和图像质量高，属于流媒体格式，播放器是Media Player 。 FLV 增长最快、最为广泛的视频传播格式，许多在线视频网站都采用此视频格式，属于流媒体格式。CPU占有率低、视频质量良好、体积小、加载速度极快等特点。

（3）图形图像 图形图像文件是多媒体软件中最重要的信息表现形式之一。不同的图像采用不同的处理方式。 常用文件格式： BMP、GIF、JPEG、WMF等。

（3）图形图像 ①位图： 将图像表示成一组点，每一个点称为一个像素，每个像素的显示被编码，编码方式随着应用的不同而不同，分为黑白图像和彩色图像。整个图像就是这些像素的集合。计算机中的许多设备如显示器和打印机，都是根据像素进行操作的。 文件扩展名：BMP 19

（3）图形图像 ②矢量图： 把图像分解为几何结构（如曲线和直线）的组合，通过数学公式定义这些几何结构。这些数学公式是重构图像的指令，计算机存储这些指令，需要生成图像的时候，只要输入图像的尺寸，计算机就能够按照这些指令生成图像。 位图和矢量图的表示方法各有利弊。 位图图像质量高，占用存储空间大，当无限放大时会失真，不够清晰，数码相机使用的就是这种方法。矢量图像放大或缩小时，能够保持原来的清晰度，不会失真。而且矢量图像比位图占用的存储空间小。 20